Fabrício Mainenti
RedatorJá sabemos há algum tempo que o Universo está se expandindo. No entanto, a velocidade com que isso acontece é um verdadeiro enigma. Dependendo do método usado para medi-la, obtém-se um resultado diferente. Agora, finalmente foi encontrada uma maneira muito mais precisa de medi-la, mas ela não desvenda muito o mistério. Pelo contrário, o complica ainda mais.
Uma sobreposição de técnicas
Ao sobrepor diferentes técnicas, uma equipe internacional de cientistas realizou o cálculo mais preciso até hoje da taxa de expansão do Universo: 73,5 ± 0,81 quilômetros por segundo por megaparsec. O valor coincide bastante bem com os calculados no passado usando dados do Universo próximo.
No entanto, diverge consideravelmente do valor calculado usando dados do Universo primordial. Isso indica que há algo na física desse ponto mais distante do cosmos sobre o qual não temos ideia. Longe de ser resolvido, o mistério tornou-se mais complexo.
Um balão que infla
Quando dizemos que o Universo está se expandindo, queremos dizer que as galáxias estão se afastando cada vez mais umas das outras. Mas isso não ocorre porque as galáxias em si estão se movendo, e sim porque o espaço entre elas está se expandindo. Podemos visualizar isso como um balão com pontos pintados nele. À medida que o balão infla, os pontos parecem mais distantes, mesmo que não tenham se movido de suas posições originais.
Tensão de Hubble
Tradicionalmente, a taxa de expansão do Universo é calculada de duas maneiras: medindo as distâncias entre estrelas e galáxias no Universo próximo ou medindo a radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Essa é a radiação eletromagnética remanescente do Big Bang.
Em outras palavras, é a luz mais antiga que podemos encontrar no Universo, já que foi formada na explosão que o criou. Portanto, os dados não são coletados do Universo próximo, mas do Universo mais distante e antigo, aquele próximo ao Big Bang.
O valor obtido com ambos os tipos de cálculo deveria ser o mesmo. No entanto, a velocidade de expansão do Universo próximo é de 73 quilômetros por segundo por megaparsec, enquanto a velocidade do Universo mais distante é calculada em 67 quilômetros por segundo por megaparsec.
Essa discrepância é conhecida como tensão de Hubble e sugere que o Universo possivelmente está se expandindo cada vez mais rápido. É por isso que o Universo mais próximo está se expandindo mais rapidamente.
Este gráfico representa a tensão existente entre as medições da taxa de expansão do Universo recente e próximo, em comparação com o que seria esperado com base nas medições do Universo primordial, especificamente a radiação cósmica de fundo em micro-ondas.
Pode ser um erro
Uma das hipóteses que busca explicar a tensão de Hubble é que existe, de fato, algum erro na medição da velocidade de expansão do Universo próximo. Existem muitos métodos para calcular a distância entre estrelas e galáxias, e é possível que tenha ocorrido um erro. Portanto, uma equipe internacional de cientistas decidiu usar uma combinação de técnicas para fazer um cálculo mais preciso.
Diferentes tipos de estrelas
Esse método consiste em analisar simultaneamente uma grande quantidade de dados obtidos por telescópios terrestres e espaciais. Esses dados se concentram principalmente no brilho de variáveis Cefeidas, gigantes vermelhas, supernovas e galáxias de brilho conhecido.
Os três tipos de estrelas mencionados são caracterizados por seu brilho distinto, que é usado para mapear o Universo e, portanto, para calcular distâncias. Usando essa sobreposição de técnicas, obteve-se o valor de 73,5 ± 0,81 quilômetros por segundo por megaparsec.
Não há erro
Quando um dos métodos de superposição foi removido, a alteração na velocidade de expansão do Universo foi mínima. O valor permaneceu praticamente o mesmo. Isso indica que o número foi medido perfeitamente. Não há erro. Então, se a tensão de Hubble não se deve a um erro, por que ela ocorre?
O mistério continua
Após a obtenção desses resultados, a tensão de Hubble permanece um prelúdio para um mistério. No entanto, algumas hipóteses existem. Por exemplo, acredita-se que as diferentes velocidades de expansão do Universo, tanto no espaço distante quanto no próximo, possam ser devidas à intervenção da matéria escura.
Há muito que desconhecemos sobre ela, então talvez ela possa explicar o que está acontecendo. Por outro lado, existe a hipótese de que a Terra esteja em uma região com características únicas. Seria uma área com relativamente pouca matéria, comparável a uma bolha de ar em um bolo.
Como explicou Indranil Banik, um dos cientistas que apoiam essa hipótese, em 2023:
“a densidade da matéria é maior ao redor da bolha, então as forças gravitacionais emanam dessa matéria circundante, atraindo as galáxias dentro da bolha em direção às bordas da cavidade (...) É por isso que elas estão se afastando de nós mais rápido do que esperaríamos”.
Agora, precisamos resolver essa parte do mistério. Pelo menos sabemos que não há erro nos cálculos e que a tensão de Hubble é real.
Imagem de capa | CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard
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